2012年, 第48卷, 第20期　
刊出日期：2012-10-20

  

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  引入局部信息的带钢缺陷图像凸优化活动轮廓分割模型

  宋克臣;颜云辉;彭怡书;董德威

  . 2012, 48(20): 1-7.

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  为解决Chan-Vese模型和局部二元拟合(Local binary fitting，LBF)模型在带钢缺陷图像分割时存在的对初始轮廓位置敏感、运行速度较慢等问题，提出引入局部信息的带钢缺陷图像凸优化活动轮廓分割模型(Local information convex active contour，LICAC)。该模型利用凸优化技术将一个非凸的分割模型转变为凸优化问题，并采用Split Bregman方法对问题进行快速求解，从而解决Chan-Vese模型和LBF模型对初始轮廓位置敏感等问题。通过引入图像局部信息，该模型可以有效分割灰度不均匀的带钢表面缺陷图像。使用该模型分别对焊缝、黄斑、孔洞和划伤等4大类单个带钢缺陷目标区域的图像进行分割试验，分割效果和运行时间都明显优于其余两种模型。同时，该模型也可用于含多个缺陷目标区域的图像分割，并通过对划伤、夹杂、麻点和抬头纹等4大类常见的多个缺陷目标区域的图像进行分割试验，验证了该模型的有效性。
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  基于群速度校准的超声导波技术及在复合材料缺陷检测中的应用

  刘增华;余锋祥;于洪涛;何存富;吴斌

  . 2012, 48(20): 8-15.

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  由于在复合材料板中传播的超声导波具有偏斜效应，使得理论群速度与试验测得的群速度不一致，因此需要对群速度幅值和传播方向进行校准。数值计算复合材料板中超声导波频散方程得到S0模态各个方向的理论相速度频散曲线。运用群速度校准法则对S0模态群速度幅度和传播方向进行修正。校准后的理论群速度与试验测得的群速度较为吻合。试验中采用频率200 kHz的S0模态对碳纤维复合材料板中的模拟缺陷进行检测。结果显示采用校准后群速度和试验测得的群速度可准确定位缺陷，且具有很好的一致性。因此，采用群速度校准法则可有效提高各向异性复合材料结构中超声导波的缺陷定位和识别能力。
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  线结构光多视觉传感器现场同步校准方法

  刘震;黄邦奎;魏新国;张广军

  . 2012, 48(20): 16-21.

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  现有线结构光多视觉传感器现场校准通常需要先完成线结构光视觉传感器局部标定，再进行多视觉传感器全局校准，效率低、且在搬运过程容易对线结构光视觉传感器局部标定结果造成影响，降低测量系统精度。针对以上问题，提出一种可以同步实现线结构光视觉传感器局部标定和多视觉传感器全局校准的现场同步校准方法。该方法以自由移动三次以上的一维靶标为中介，将两个无共同视场的线结构光视觉传感器联系在一起。以一维靶标特征点距离已知为约束条件，由交比不变性，得到所有一维靶标点及光条与一维靶标相交点在各线结构光视觉传感器图像坐标系下的图像坐标，进而求解出两个线结构光视觉传感器之间的转换矩阵和一维靶标特征点及光条与一维靶标相交点在全局坐标系下三维坐标，通过拟合求解全局坐标下的光平面方程，采用非线性优化算法求解出两个线结构光视觉传感器间的转换矩阵与光平面方程的最优解。如果视觉传感器多于两个，可通过两两校准方式实现多个视觉传感器现场校准。试验结果表明，该方法同步校准方均根误差可优于0.14 mm。
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  基于Hilbert变换的时变转动惯量测量研究

  赵岩;张晓琳;王军;唐文彦

  . 2012, 48(20): 22-26.

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  针对时变转动惯量测量的问题，建立基于扭摆法的时变转动惯量测量模型，提出基于Hilbert变换的时变转动惯量计算方法。根据分析动力学的原理，利用第二类拉格朗日方程建立基于时变转动惯量的单自由度扭摆运动方程。对物体的角位移信号进行Hilbert变换并构造解析信号。利用角位移信号的瞬时角频率和包络信号计算扭摆运动的瞬时无阻尼固有频率。根据瞬时无阻尼固有频率求出物体的转动惯量。利用基于气浮转台的扭摆系统，对转动惯量线性变化的试验样件进行转动惯量测量。由于测量系统采用气浮转台，因此，消除机械摩擦力对转动惯量测量的影响。试验结果表明，试验样件的转动惯量测量值的相对误差小于0.5%，从而验证基于Hilbert变换的时变转动惯量测量方法的有效性。
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  一种大口径电磁流量计的单位元标定方法

  李斌;姜玉林;孙向东;李雪菁

  . 2012, 48(20): 27-32.

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  针对传统大口径电磁流量计实流标定成本高的问题，提出用小测量管作为单位元的低成本标定方法。以微元理论为基础，将整个流量计测量区域划分成若干个轴向子空间，用小测量管逐个测量各个子空间的感应电动势，提取其有效特性信息，重构后得到整个流量计空间的特性分布，有效解决实流标定带来的成本过高问题，为大口径电磁流量计的低成本标定提供一种有效的方法。重点对零点漂移下小测量管的感应电动势、装置系数和仪表系数的关系进行研究分析，并给出标定系数的最终表达式。用实流标定法和单位元标定法进行简单的标定比对试验，结果表明单位元标定法的准确度等级为0.5级，具有一定的可行性。
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  氢对贝氏体辙叉钢摩擦磨损行为的影响

  但锐;张明;郑春雷;张福成;康杰;张洋

  . 2012, 48(20): 33-38.

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  以贝氏体辙叉钢为研究对象，利用摩擦磨损试验机、场发射扫描电子显微镜、X射线衍射研究不同含氢量的贝氏体辙叉钢的摩擦磨损行为，并与普通高锰钢的耐磨性进行对比。结果表明，氢可以明显地提高贝氏体辙叉钢的耐磨性；贝氏体钢的耐磨性能明显高于高锰钢。贝氏体辙叉钢在小载荷下为磨粒磨损机制，在大载荷下为粘着磨损。氢降低贝氏体辙叉钢中残余奥氏体的稳定性，在摩擦磨损过程中，氢促进贝氏体辙叉钢残余奥氏体相发生应变诱发马氏体相变，使贝氏体辙叉钢摩擦磨损表面的硬度显著提高，在加工硬化和应变的共同作用下，增强了贝氏体辙叉钢的抗摩擦磨损的能力。
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  中阶梯光栅铝膜的大压深纳米压痕试验

  石广丰;史国权;徐志伟;刘哲;蔡洪彬;张宝庆

  . 2012, 48(20): 39-44.

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  为研究光栅铝膜在机械刻划深度范围内的弹塑性变形特征，通过纳米压痕仪的Berkovich压头对现有79 g/mm中阶梯光栅铝膜进行大压深连续纳米压痕试验测试。按10 s-10 s的加-卸载方式进行压深步0.5 μm、最大压深5.0 μm、每个压痕步重复6次的连续压痕试验，获得整个压深尺度范围内弹性模量、硬度、最大回弹量、等效回弹锥角和回弹系数随压深的变化规律。光栅镀铝膜层材料的弹性模量、硬度在浅表层体现出较强尺寸效应，同时在镀铬过渡层和玻璃基底综合效应的影响下出现“拐点”极值；残余压痕的最大回弹量随压深近似线性增加，但是相对压深的回弹量、等效回弹锥角和回弹系数均随压深减小，这表明光栅铝膜在机械刻划深度范围内的回弹性能受压入深度的影响较大。这对于认识现有中阶梯光栅镀铝膜层材料的力学性能并改进镀膜工艺具有重要意义。
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  机织复合材料各向异性超弹性本构模型

  彭雄奇;堵同亮;郭早阳

  . 2012, 48(20): 45-50.

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  基于纤维增强连续介质力学理论，提出一种超弹性本构模型来描述机织复合材料织物在成形过程中由于大变形所引起的非线性各向异性力学行为。在这一模型中，应变能函数被分解成两部分：一部分代表由于经纱和纬纱各自拉伸所产生的拉伸应变能；另一部分代表由于经纱和纬纱之间角度变化而产生的剪切应变能。本构模型中所需的材料参数通过对机织复合材料织物的单向拉伸以及偏拉试验数据的分析与拟合来求得。利用对一平纹机织复合材料的单曲率半球形冲压成形试验进行有限元模拟来验证模型。模拟结果与试验结果对比表明所提出的超弹性本构模型能够很好地表征机织复合材料在大变形下的非线性各向异性力学行为。这一本构模型具有简单实用、材料参数容易确定的优点。该模型对于机织复合材料成形的数值模拟与成形工艺优化设计有着重要的意义。
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  考虑裂尖疲劳损伤的材料疲劳裂纹扩展行为研究

  陈龙;蔡力勋

  . 2012, 48(20): 51-56.

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  基于低周疲劳Manson-Coffin关系，定义I型裂纹疲劳扩展区内关于应变幅的平均疲劳损伤参量，并结合Miner线性累积损伤理论，通过弹塑性有限元法实现材料疲劳裂纹扩展速率的预测模拟，同时也建立以显式理论公式来描述疲劳裂纹扩展速率规律的新型预测模型。在进行有限元模拟分析中借助裂尖单调塑性区平均疲劳损伤达到临界损伤即完成一次步进扩展的假定。在显式理论公式推导中采用裂尖循环塑性区平均疲劳损伤达到临界损伤即完成一次步进扩展的假定。以大型汽轮机转子材料Cr2Ni2MoV钢、航空材料TA12合金和304不锈钢材料为例，应用所提出的两种疲劳裂纹扩展速率预测方法对其进行预测，并同试验结果进行对比。对比分析表明，两种方法对材料的疲劳裂纹扩展速率行为预测均具有较高的模拟精度，而理论预测模型相比有限元模拟方法预测范围拓宽，预测精度更好，方便于根据包括材料手册的资料中低周疲劳Manson-Coffin试验关系来直接获取I型裂纹疲劳裂纹扩展速率表达式。
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  复合材料两钉斜削搭接接头钉载分配与连接强度研究

  朱红红;李成;何龙;铁瑛

  . 2012, 48(20): 57-62.

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  针对复合材料层合板与斜削金属材料板双搭两钉连接接头，基于有限元分析软件ANSYS技术平台，对7种不同几何参数的连接接头钉载比例进行计算分析，探讨螺栓直径配置及金属板厚度对钉载分配的影响。结果表明，降低靠近层合板加载端螺栓直径有助于改善钉载分配，而提高或降低远离加载端的螺栓直径均无益改善钉载分配，降低接头金属连接板非斜削端厚度有助于优化钉载分配；另对上述接头中等直径螺栓连接的斜削形式和等厚度搭接形式接头进行的损伤累积仿真模拟及静拉伸极限强度计算表明，斜削搭接形式下层合板各角度铺层初始损伤载荷及接头整体最终失效载荷值均高于等厚度搭接，且计算发现，在极限载荷水平下，斜削接头持续保持较等厚度搭接接头钉载分配方面的优势，得出其连接强度的提高与它载荷分配优势从加载初持续到最终失效是分不开的结论。
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  拼焊宽板V形自由弯曲回弹预测及试验验证

  段永川;官英平;赵军

  . 2012, 48(20): 63-69.

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  在平截面和平面弯曲等一系列假设条件下，建立拼焊宽板V形自由弯曲回弹的解析预测模型，所建立的回弹预测模型考虑差厚拼焊板截面几何的非对称性，确定差厚拼焊板在指数硬化规律下的应力中性层的位置。在自由弯曲卸载分析阶段，引入两母板间相互作用弯矩，基于单一母板求解拼焊板母板回弹后的弯曲角。采用Fortran语言编制计算程序，应用增量数值方法求解差厚拼焊宽板V形自由弯曲模型中行程与弯曲角和回弹后弯曲角的非线性隐式关系。将V形自由弯曲模具装至改造后的拉伸试验机的活动横梁上，在不同的凸模行程下，分别对两种料厚比(0.8/1和2.5/2)拼焊板进行V形自由弯曲试验，试验结果与拼焊板V形自由弯曲预测模型的计算结果较吻合，为拼焊板V形弯曲回弹实时控制技术研究奠定理论和试验基础。
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  腐蚀和疲劳交替作用下飞机铝合金疲劳性能及断裂机理研究

  陈跃良;卞贵学;衣林;张勇

  . 2012, 48(20): 70-76.

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  对LY12-CZ铝合金试验件进行腐蚀和疲劳的交替试验研究，分析“腐蚀+疲劳”和“疲劳+腐蚀+疲劳”两种方式下不同的腐蚀时间及不同的温度对试验件疲劳性能的影响及疲劳断裂特性差异。对试验结果的分析处理表明，同样腐蚀条件下“疲劳+腐蚀+疲劳”较“腐蚀+疲劳”方式的试验件疲劳寿命有所增加，而且增加幅度随着预疲劳寿命的增加而降低。腐蚀钝化疲劳过程中产生的微裂纹及挤入/挤出是疲劳寿命增加的原因。在腐蚀较轻状况下，腐蚀过程的钝化有着修复疲劳微损伤的功能，在腐蚀较为严重情况下(如腐蚀时间为40 h、温度为60 ℃)，同时也产生大量腐蚀坑缺陷成为疲劳裂纹源，使得试验件疲劳寿命增加不明显，疲劳与腐蚀交替作用的先后顺序对试验件疲劳寿命的影响无差别。
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  四辊轧机非常态轧制时板形模型的研究

  白振华;韩林芳;李经洲;马续创;石晓东;张青树

  . 2012, 48(20): 77-82.

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  针对四辊轧机工作过程中可能出现的上下左右不对称问题，在大量的现场试验与理论研究的基础上，充分结合四辊轧机的设备与非常态轧制的工艺特点，从辊系弹性变形模型入手，充分考虑到四辊轧机非常态轧制过程中的上下与左右的不对称性，建立一套适合于四辊轧机非常态轧制时的板形模型，编制相应的板形分析与控制软件，利用该模型及软件不但可以定量预报出带材跑偏、不对称辊型、轧制中心线与轧辊中心线不重合、不对称弯辊、不对称窜辊等非常态因素单独或综合作用对轧机成品板形的影响，而且可以定量预报出对称弯辊、对称窜辊、倾辊等常态因素对成品板形的影响。该模型及软件已经被应用到梅钢1420双机架平整机组的板形分析与控制，有效地提高了机组的成品板形质量，板形封闭率从项目开展前的2.5%降低到目前的0.5%以内，给机组创造了较大的经济效益，具有进一步推广应用的价值。
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  含椭圆孔单边裂纹板的数值分析

  刘淑红;齐月芹;冯得得;史晓佳;万涛平

  . 2012, 48(20): 83-87.

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  采用复变函数的解法，可以得到含有椭圆、圆和直线裂纹简单形状缺陷的板内应力的解析解。但对于含椭圆孔单边裂纹，由于数学上的保角变换函数比较复杂，因此在现有的文献中，没有含椭圆孔单边裂纹板的应力分布解。利用复变函数和有限元法，研究含椭圆孔单边裂纹板的平面弹性问题，得到单向拉伸荷载的作用下椭圆孔单边裂纹附近的应力分布，并与椭圆孔和直线裂纹解析解进行比较，同时计算椭圆孔单边裂纹尖端的应力强度因子。计算结果表明，在孔和裂纹尖端附近，有明显的应力集中现象，应力迅速衰减，很快趋于板所加荷载值。由于孔和裂纹的相互作用，裂纹尖端和椭圆孔口附近的应力增大。通过有限元计算的孔边应力分布和裂纹尖端的应力强度因子与解析解吻合较好，说明计算结果的准确性。得到的含椭圆孔单边裂纹板的应力分布的数值解可以为工程设计提供理论依据。
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  铝/钛异种金属的电子束熔钎焊

  王亚荣;滕文华;余洋;樊亚丽

  . 2012, 48(20): 88-92.

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  铝与钛的双金属结构具有广阔的应用前景，由于两种材料易形成氧化膜，物性差异很大且极易形成Ti-Al金属间化合物，连接难度非常大。基于电子束热源的熔-钎焊技术通过熔化低熔点的铝合金来润湿、钎接高熔点的钛合金，有效地控制界面反应，抑制金属间化合物地生成与长大，对焊缝的成形、微观组织结构以及接头性能进行分析，结果表明：利用电子束熔钎焊技术实现Al/Ti异种金属焊接接头的平滑过渡，焊缝正反面成形良好；Al和Ti这两种元素在焊接过程中都向对方基体中进行扩散，形成1.0～1.6 mm宽度的反应区，在TC4侧形成厚度为20～40 μm的过渡层，5A06侧形成大量弥散分布的块状Ti-Al金属间化合物，实现5A06铝合金/TC4钛合金异种金属的冶金结合；焊接接头的抗拉强度达到180 MPa；焊缝无裂纹、气孔缺陷。
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  考虑汽车车身涂装工艺影响的非平衡胶接接头强度

  胡平;韩啸;李伟东;施志伟;周申光

  . 2012, 48(20): 93-102.

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  汽车轻量化的发展要求汽车采用更多的轻型材料取代传统的金属材料，而异种材料的连接就为结构胶接技术的应用提供平台。通过模拟汽车车身涂装工艺中环境温度和相对湿度的变化，采用韧性和脆性两种结构胶粘剂，分别对钢/铝和钢/碳纤维增强复合材料非平衡胶接接头的剪切强度进行环境影响研究。试验结果表明，汽车涂装环境对结构胶接接头的性能有着显著的影响，并且与胶粘剂自身性质有关。通过对不同工况接头的失效模式分析和对胶层的内聚力单元数值二维建模仿真，得到两种胶粘剂在涂装工况影响下胶层宏观力学属性和内部应力分布情况的变化趋势，并对碳纤维增强复合材料与相应胶粘剂材料表面参数的匹配问题进行研究。采用扫描电镜法对胶层失效表面进行样貌分析，探究相应宏观试验结果产生的微观原因。
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  简单城市环境下地面无人驾驶系统的设计研究

  姜岩;赵熙俊;龚建伟;熊光明;陈慧岩

  . 2012, 48(20): 103-112.

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  由于需要在统一的软硬件配置下满足各类场景的工作要求，因此具有开放性的智能驾驶系统对于地面无人平台而言至关重要。全面介绍参加2011中国智能车未来挑战赛的北京理工大学BIT-III智能驾驶系统。该系统具有两方面的突出特点：设计具备纵横向规划能力的局部路径规划算法并将其作为系统核心功能，从底层实现安全、平顺和稳定的自主驾驶；围绕路径规划的需求，根据输出模态对环境感知功能进行分类，便于融合不同传感器的信息。比赛和测试结果表明，BIT-III具有简单城市环境下全无人自主驾驶的能力，而开放式的系统设计使其能够在保证已有功能的基础上进化式地提高智能化水平，满足更为复杂的工作要求。
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  随机风作用下高速列车的非定常气动载荷

  于梦阁;张继业;张卫华

  . 2012, 48(20): 113-120.

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  为研究随机风作用下高速列车的非定常气动载荷，基于COOPER理论和谐波叠加法计算随高速列车移动的点的脉动风，分析车速和平均风速对量纲一功率谱密度的影响。采用计算流体动力学方法数值计算气动载荷系数随侧偏角的变化规律，研究随机风作用下高速列车非定常气动载荷的计算方法，并推导出非定常气动载荷的概率分布特性。通过仿真分析车速为200～400 km/h, 平均风速为10～35 m/s时的脉动风和非定常气动载荷发现，量纲一功率谱密度随车速的增加往高频部分移动，平均风速的变化对其影响较小；平均风速对脉动风速的影响大于车速对脉动风速的影响；当考虑侧偏角的变化时，计算得到的非定常气动载荷的波动增大；采用准定常法和改进准定常法计算得到的非定常气动载荷具有随机过程的遍历性，而采用权重函数法及改进权重函数法计算得到的非定常气动载荷不具有随机过程的遍历性。
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  基于滑移率的汽车电子机械制动系统的模糊控制

  李顶根;张绿原;何保华

  . 2012, 48(20): 121-126.

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  电子机械制动系统在具有动力性能好、制动反应快、制动更加精确等优点的同时，也存在着传感器较多、控制复杂、故障风险高的问题。针对该问题，依据电子机械制动系统控制的核心——电动机的控制，以及车辆制动时的重要控制目标之一——实现汽车最佳滑移率，提出基于滑移率的电子机械制动系统的模糊控制策略。该策略不需要制动夹紧力传感器的反馈信号，在制动间隙消除阶段，通过检测电动机电流突变，判断电动机是否堵转。在制动间隙消除后，将得到的滑移率送入模糊控制器，产生脉冲宽度调制信号，控制电动机电磁转矩，得到最佳滑移率，使地面与车轮之间的附着力维持在最大值附近。整个制动过程中不再考虑对制动器执行机构夹紧力的精确控制，将控制器、电动机、执行器组成一个闭环系统。在Simulink中搭建的仿真平台证明了基于滑移率的电子机械制动系统的模糊控制策略具有良好的可行性，为进一步研究打下基础。
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  高速列车隧道会车压力波动问题

  李人宪;关永久

  . 2012, 48(20): 127-134.

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  高速列车在隧道内会车有可能使列车侧壁上作用比明线会车时大得多的压力波动，原因是隧道入口压力波在隧道内来回传递并与会车形成的压力波叠加在一起形成复杂波系。列车上压力波如何变化，与隧道入口压力波有什么关系，可能达到多大的压力波极值，与会车速度是什么关系，这些一直是未能弄清楚的问题。通过计算流体力学三维数值分析，仿真计算列车在隧道内会车的动态过程，证明入口压力波效应与会车压力波效应的叠加关系，获得隧道内压力波在运动列车上的变化规律，得到隧道内可能的最大负压峰值计算式及其与会车速度的关系式，可为高速铁路隧道和高速列车气动设计提供参考。
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  多微通道式气体静压节流器承载力研究

  张雯;尹健龙;张玉冰;沈小燕;李东升

  . 2012, 48(20): 135-141.

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  气体静压节流器的承载力与稳定性之间是一对矛盾，市售节流器的承载力只适用于小载荷的仪器仪表。为提升节流器承载力并保证流场稳定，设计并制作多微通道式气体静压节流器。该节流器结合小孔节流和环面节流方式，具有二次节流效果，采用分体式、过盈配合而成，设计理念与机械结构上均有显著创新。为测试自制多微通道式气体静压节流器的承载力性能，对复合型节流方式产生的承载力进行近似理论计算，并得到不同供气压力下的理论承载力曲线。通过试验，在不同供气压力下测量该节流器承载力，绘制实测承载力并与理论曲线相较，二者较吻合。选取常用的两种节流面积相近的节流器作为试验参照组，与该节流器进行承载力大小的比对，并分析数据与误差源。试验结果表明，多微通道式气体静压节流器能显著提高承载能力，同样供气压力下，承载力明显大于另外两种节流器，具有较好的工程应用前景。
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  分级供氧体系自蔓延铝热剂的研究

  罗传红;刘毛萍;毛艳;胡田;何乐

  . 2012, 48(20): 142-146.

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  分析并讨论CuO、Cu2O、MgO在自蔓延反应的低温和高热阶段的分级供氧及其热力学行为。研究表明在常温条件下CuO比Cu2O稳定，而在高温条件下则相反；另外，在低温时Mg比Al活泼，但在高温时Al可以从MgO中将Mg置换出来。因此，通过在铝热剂反应体系CuO+Al中添加MgO组分，在反应的初始阶段由CuO分解供氧，在反应的高温阶段由Cu2O和MgO分解供氧，形成不同温度下分级供氧的复合燃烧体系。在这种复合燃烧反应中，MgO分解吸收大量的热，吸收铝热反应产生的部分热量，削减了热峰，且在反应的降温阶段，Mg再次被氧化释放热量，实现自蔓延铝热剂发热量的控制策略。试验研究结果表明，铝热剂燃烧反应平稳，焊剂产热均匀且高热不爆，焊接成型美观且成型质量较好，该分级供氧复合燃烧体系对稳定自蔓延铝热反应过程具有显著效果。
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  原油运输能量消耗及气体排放分析

  高有山;王爱红;高崇仁;陶元芳

  . 2012, 48(20): 147-152.

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  为揭示原油运输环节能量消耗和环境污染，根据进口、国产原油的统计数据，以及原油运输过程中常用几种能源转换装置效率和工艺燃料消耗量，采用元素平衡法和各种运输工具使用不同工艺燃料时的排放因子，研究从不同地区进口的原油及进口和国产原油采用多种运输方式在国内配送时消耗的能量和产生的气体排放。分析表明，原油(国产部分和进口部分加权值)在运输过程中的一次能源能量消耗为5.75 kJ•MJ–1，国产、进口原油运输一次能源能量消耗分别为1.46 kJ•MJ–1、8.95 kJ•MJ–1；原油运输过程中(国产部分和进口部分加权值) 产生的温室气体排放为699.2 g•GJ–1，VOC、CO、NOx、PM10、PM2.5、SOx、CH4、N2O分别为0.449 5 g•GJ–1、1.87 g•GJ–1、12.19 g•GJ–1、0.427 1 g•GJ–1、0.305 6 g•GJ–1、14.34 g•GJ–1、0.715 5 g•GJ–1、0.010 3 g•GJ–1；进口原油在运输环节产生温室气体VOC、CO、NOx、PM10、PM2.5、SOx、CH4、N2O分别是国产原油的3.2倍、20.6倍、43.6倍、20.5倍、14.0倍、24.5倍、2.4倍、1.1倍和13.1倍。运输方式和距离是影响原油运输能量消耗及气体排放的关键因素，国内管道运输和大型油轮进口运输的能量消耗及气体排放较低。
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  甲醇低压喷射射流特性试验

  贾丽冬;姚春德;侯亚帮;刘军恒;魏立江

  . 2012, 48(20): 153-158.

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  在定容弹上利用高速摄影进行不同背压下3种喷油器的甲醇低压喷射射流特性试验。测量3种喷油器不同背压下单次喷射的甲醇质量。使用Matlab软件对数字图像进行后处理，测取射流贯穿距离和射流锥角。结果表明，甲醇射流的贯穿距离、射流锥角和单次喷射的甲醇质量随背压的增加而减小。当背压增加到0.15 MPa以上时，射流贯穿距离快速减小。在喷射初期，射流的锥角较大，随着射流的发展，锥角以波动形式向减小方向变化，最后趋于3.8°。3种喷油器的质量流量随背压的变化符合伯努利方程的变化趋势。2孔和4孔喷油器的质量流量比伯努利方程的理论计算数值大。当背压达到与喷射压力相同的0.3 MPa时，3种喷油器喷射的甲醇质量随喷射时间的增加趋于定值。
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  基于灰色关联补偿控制的气动位置伺服控制系统

  朱坚民;雷静桃;黄之文;付婷婷

  . 2012, 48(20): 159-167.

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  针对现有高精度气动位置伺服控制算法复杂、难于工程实现的问题，以灰色关联分析理论为基础，提出基于传统控制算法的灰色关联补偿控制新方法。该方法将灰色关联控制与传统控制相结合，在传统控制回路中增加灰色关联补偿控制器。该补偿控制器根据控制系统实际输出与期望输出数据序列之间的几何形状相似性和距离，计算两者之间的加权灰色关联度，设计灰色关联补偿控制律，对传统控制器的控制输出进行动态补偿。以DGPL型无杆气缸为控制对象，进行气动位置伺服控制的仿真与试验研究，对比灰色关联补偿控制方法与传统控制方法(比例积分微分(Proportional-integral-differential, PID)控制、模糊控制)的控制精度。仿真与试验结果表明，在相同的控制器参数下，灰色关联补偿控制的控制效果优于常规控制器的控制效果，补偿控制器参数经过适当调整，可以实现气动位置伺服系统的高精度控制。
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  水下航行器新型凸轮发动机点火起动仿真

  徐勤超;王树宗;练永庆

  . 2012, 48(20): 168-173.

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  为给水下航行器提供所需的动力，设计出一种新型凸轮发动机。对新型凸轮发动机的点火起动过程进行研究，运用热力学、动力学、空气动力学等理论，分别对燃烧室药柱燃烧过程、发动机配气过程、气缸工作过程和发动机运动过程用微分方程进行描述，建立凸轮发动机点火起动过程的仿真模型，并选用定步长四阶两点龙格—库塔的微分方程数值解法，运用Matlab软件编制仿真程序，对发动机进行点火起动过程的动态仿真，仿真结果表明，该发动机具有良好的起动特性，符合水下航行器的快速起动要求。仿真结果与台架试验结果一致，验证了新型凸轮发动机结构设计的可行性和仿真模型的正确性。所建立的模型可为分析台架点火起动试验中出现的问题、选择燃料进入时间提供理论依据，同时可以为分析水下航行器的起动过程提供参考。
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  示踪粒子在离心泵内流场跟随性的影响因素分析

  袁寿其;李亚林;汤跃;袁建平

  . 2012, 48(20): 174-181.

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  以修正后适用于低雷诺数下粒子在离心泵叶轮内运动方程为基础，给出离心泵内流场粒子成像测速(Particle image velocimetry，PIV)测试中示踪粒子跟随性的数学表述。据此对离心泵内流场中示踪粒子的运动进行数值计算，讨论粒子跟随性对粒子物理特性和离心泵内流场性质的依赖关系。并在现有几种模型基础上对比讨论各项力对粒子跟随性的贡献，指出各模型的优缺点。计算结果表明，密度接近流体的密度的中性悬浮粒子跟随性较好；对于密度较大的粒子只有粒子直径足够小才能跟随到一定范围内湍流角频率的流动；粒子径向跟随性比周向复杂得多；在离心泵叶轮内低速漩涡区粒子跟随性较差，尤其是在径向方向上；离心泵叶轮旋转引起的离心力和科氏力以及流道弯曲产生的离心力对粒子跟随性影响很大。通过了解和掌握这些因素的影响，对于离心泵内流场PIV测试中采用合适的示踪粒子和控制粒子跟随性误差具有重要的理论指导意义。
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  基于服役寿命分布的产品质量损失建模

  赵延明;刘德顺;曾磊;文泽军;柳乔

  . 2012, 48(20): 182-191.

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  田口提出的质量损失是指产品上市后给社会造成的损失，并用二次函数来描述这个损失，但没有指出这个损失具体是什么。产品投入服役使用后，由于受力、发热、疲劳和磨损等原因，产品质量开始劣化，质量特征发生变化，导致产品丧失功能而报废造成损失。定义质量损失为产品投入服役后因产品质量特征超出规定范围而导致报废所造成的损失现值，在此质量观基础上，应用资金折现原理建立基于服役寿命分布的产品质量损失模型，并提出基于质量特征公差要求的产品服役寿命分布密度函数计算方法。以轴套内径尺寸特征为例，深入讨论新模型中各参数对轴套质量损失的影响，并与田口质量损失模型、Teran质量损失模型进行比较分析，结果表明：该产品质量损失模型描述一种产品投入服役后给社会带来的实际损失，能够反映不同的产品在不同的服役条件和环境下产生的质量损失，比田口质量损失模型、Teran质量损失模型更符合实际。新质量损失模型将产品公差设计从产品设计制造阶段扩展到产品服役阶段，为产品质量在设计、加工、运行阶段等全寿命周期变化规律研究提供新视角。